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Partícula beta

Una partícula beta también llamado rayos beta o radiación beta, (símbolo β) es un electrón o positrón de alta energía y alta velocidad emitido por la desintegración radiactiva de un núcleo atómico durante el proceso de desintegración beta. Hay dos formas de desintegración beta, decaimiento β y emisión β+, que producen electrones y positrones, respectivamente.[1]​ Es un electrón que sale despedido de una desintegración beta. Por la ley de Fajans, si un átomo emite una partícula beta, su carga eléctrica aumenta en una unidad positiva y el número de masa no varía. Esto se debe a que el número de masa o másico solo representa el número de protones y neutrones; en este caso el número total no se ve afectado, ya que un neutrón pasa a ser protón, emitiendo un electrón. Cabe destacar que el electrón emitido proviene del núcleo del átomo (transformación entre quarks) y no de un orbital de este.

La radiación alfa está compuesta por un núcleo de helio y puede ser detenida por una hoja de papel. La radiación beta, compuesta por electrones, es detenida por una hoja de papel de aluminio. La radiación gamma es absorbida cuando penetra en un material denso.

Modos de decaimiento beta

Desintegración β (emisión de electrones)

 
Decaimiento beta. Una partícula beta (en este caso, un electrón negativo) se muestra siendo emitida por un núcleo. Un antineutrino (no se muestra) siempre se emite junto con un electrón. Insertar: en la descomposición del neutrón libre, se producen un protón, un electrón (rayo beta negativo) y un electrón antineutrino.

Un núcleo atómico inestable con un exceso de neutrones puede experimentar una desintegración β donde un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un electrón antineutrino (la antipartícula del neutrino):

np + e
+ ν
e

Este proceso está mediado por la interacción débil. El neutrón se convierte en un protón a través de la emisión de un W-bosón virtual. A nivel de quark, la emisión W- convierte un quark abajo en un quark arriba, convirtiendo un neutrón (un quark arriba, y dos quarks abajo ) en un protón (dos quarks arriba y un quark abajo). El boson virtual W- luego se descompone en un electrón y un antineutrino.

La descomposición β ocurre comúnmente entre los subproductos de fisión ricos en neutrones producidos en reactores nucleares. Los neutrones libres también se descomponen a través de este proceso. Ambos procesos contribuyen a las copiosas cantidades de rayos beta y antineutrinos electrónicos producidos por las barras de combustible del reactor de fisión.

Desintegración β+ (emisión de positrones)

Los núcleos atómicos inestables con un exceso de protones pueden experimentar una desintegración β+, también llamada decaimiento de positrones, donde un protón se convierte en un neutrón, un positrón y un neutrino de electrones:

pn + e+
+ ν
e

La desintegración Beta-plus solo puede ocurrir dentro de los núcleos cuando el valor absoluto de la energía de unión del núcleo hijo es mayor que el del núcleo principal, es decir, el núcleo secundario es un estado de menor energía.

Esquemas de descomposición Beta

 
Cs-137 Decay Scheme que muestra que inicialmente experimenta beta decaimiento. El pico gamma 661 KeV asociado con Cs-137 es realmente emitido por el radionúclido hijo.

El diagrama del esquema de descomposición que acompaña muestra la desintegración beta de Cs-137. Cs-137 se caracteriza por un pico gamma característico a 661 KeV, pero esto es realmente emitido por el radionúclido hija Ba-137m. El diagrama muestra el tipo y la energía de la radiación emitida, su abundancia relativa y los núclidos hijos después de la descomposición.

Fósforo-32 es un emisor beta ampliamente utilizado en medicina y tiene una vida media corta de 14.29 días y se descompone en azufre-32 por desintegración beta, como se muestra en esta ecuación nuclear:

32
15
P
32
16
S
1+ +
e
+ ν
e

1,709 MeV de energía se libera durante la descomposición.[2]​ La energía cinética del electrón varía con un promedio de aproximadamente 0,5 MeV y el resto de la energía es transportada por el electrón antineutrino casi indetectable. En comparación con otros nucleidos emisores de radiación beta, el electrón es moderadamente energético. Está bloqueado por alrededor de 1 m de aire o 5 mm de vidrio acrílico.

Historia

Henri Becquerel, mientras experimentaba con fluorescencia, descubrió accidentalmente que el uranio impresionaba una placa fotográfica, envuelta con papel negro, con una radiación desconocida que no pudo ser considerada como rayos X.

Ernest Rutherford continuó estos experimentos y descubrió dos tipos diferentes de radiación:

  • partículas alfa que no aparecen en las placas de Becquerel porque eran fácilmente absorbidas por las envolventes negro;
  • partículas beta que son 100 veces más penetrantes que las partículas alfa.

Publicó sus resultados en 1899.[3]

En 1900 Becquerel midió la relación masa carga (e ∕ m) para las partículas beta por el método que J.J. Thomson había usado para estudiar los rayos catódicos e identificar el electrón. Encontró que para una partícula beta e ∕ m era la misma que la de los electrones de Thomson, y por lo tanto sugirió que la partícula beta era, de hecho, un electrón.

Enlaces externos

  •   La Tabla de nucleídos LiveChart - IAEA Con filtro en desintegración beta en Java o HTML

Referencias

  1. Lawrence Berkeley National Laboratory (9 de agosto de 2000). «Beta Decay». Nuclear Wall Chart. United States Department of Energy. Consultado el 17 de enero de 2016. 
  2. . Archivado desde el original el 5 de julio de 2006. Consultado el 25 de agosto de 2018. 
  3. E. Rutherford (8 de mayo de 2009) [Paper published by Rutherford in 1899]. «Uranium radiation and the electrical conduction produced by it». Philosophical Magazine 47 (284): 109-163. doi:10.1080/14786449908621245. 
  •   Datos: Q103531

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Una particula beta tambien llamado rayos beta o radiacion beta simbolo b es un electron o positron de alta energia y alta velocidad emitido por la desintegracion radiactiva de un nucleo atomico durante el proceso de desintegracion beta Hay dos formas de desintegracion beta decaimiento b y emision b que producen electrones y positrones respectivamente 1 Es un electron que sale despedido de una desintegracion beta Por la ley de Fajans si un atomo emite una particula beta su carga electrica aumenta en una unidad positiva y el numero de masa no varia Esto se debe a que el numero de masa o masico solo representa el numero de protones y neutrones en este caso el numero total no se ve afectado ya que un neutron pasa a ser proton emitiendo un electron Cabe destacar que el electron emitido proviene del nucleo del atomo transformacion entre quarks y no de un orbital de este La radiacion alfa esta compuesta por un nucleo de helio y puede ser detenida por una hoja de papel La radiacion beta compuesta por electrones es detenida por una hoja de papel de aluminio La radiacion gamma es absorbida cuando penetra en un material denso Indice 1 Modos de decaimiento beta 1 1 Desintegracion b emision de electrones 1 2 Desintegracion b emision de positrones 1 3 Esquemas de descomposicion Beta 2 Historia 3 Enlaces externos 4 ReferenciasModos de decaimiento beta EditarDesintegracion b emision de electrones Editar Decaimiento beta Una particula beta en este caso un electron negativo se muestra siendo emitida por un nucleo Un antineutrino no se muestra siempre se emite junto con un electron Insertar en la descomposicion del neutron libre se producen un proton un electron rayo beta negativo y un electron antineutrino Un nucleo atomico inestable con un exceso de neutrones puede experimentar una desintegracion b donde un neutron se convierte en un proton un electron y un electron antineutrino la antiparticula del neutrino n p e n eEste proceso esta mediado por la interaccion debil El neutron se convierte en un proton a traves de la emision de un W boson virtual A nivel de quark la emision W convierte un quark abajo en un quark arriba convirtiendo un neutron un quark arriba y dos quarks abajo en un proton dos quarks arriba y un quark abajo El boson virtual W luego se descompone en un electron y un antineutrino La descomposicion b ocurre comunmente entre los subproductos de fision ricos en neutrones producidos en reactores nucleares Los neutrones libres tambien se descomponen a traves de este proceso Ambos procesos contribuyen a las copiosas cantidades de rayos beta y antineutrinos electronicos producidos por las barras de combustible del reactor de fision Desintegracion b emision de positrones Editar Los nucleos atomicos inestables con un exceso de protones pueden experimentar una desintegracion b tambien llamada decaimiento de positrones donde un proton se convierte en un neutron un positron y un neutrino de electrones p n e neLa desintegracion Beta plus solo puede ocurrir dentro de los nucleos cuando el valor absoluto de la energia de union del nucleo hijo es mayor que el del nucleo principal es decir el nucleo secundario es un estado de menor energia Esquemas de descomposicion Beta Editar Cs 137 Decay Scheme que muestra que inicialmente experimenta beta decaimiento El pico gamma 661 KeV asociado con Cs 137 es realmente emitido por el radionuclido hijo El diagrama del esquema de descomposicion que acompana muestra la desintegracion beta de Cs 137 Cs 137 se caracteriza por un pico gamma caracteristico a 661 KeV pero esto es realmente emitido por el radionuclido hija Ba 137m El diagrama muestra el tipo y la energia de la radiacion emitida su abundancia relativa y los nuclidos hijos despues de la descomposicion Fosforo 32 es un emisor beta ampliamente utilizado en medicina y tiene una vida media corta de 14 29 dias y se descompone en azufre 32 por desintegracion beta como se muestra en esta ecuacion nuclear 3215 P 3216 S 1 e n e1 709 MeV de energia se libera durante la descomposicion 2 La energia cinetica del electron varia con un promedio de aproximadamente 0 5 MeV y el resto de la energia es transportada por el electron antineutrino casi indetectable En comparacion con otros nucleidos emisores de radiacion beta el electron es moderadamente energetico Esta bloqueado por alrededor de 1 m de aire o 5 mm de vidrio acrilico Historia EditarHenri Becquerel mientras experimentaba con fluorescencia descubrio accidentalmente que el uranio impresionaba una placa fotografica envuelta con papel negro con una radiacion desconocida que no pudo ser considerada como rayos X Ernest Rutherford continuo estos experimentos y descubrio dos tipos diferentes de radiacion particulas alfa que no aparecen en las placas de Becquerel porque eran facilmente absorbidas por las envolventes negro particulas beta que son 100 veces mas penetrantes que las particulas alfa Publico sus resultados en 1899 3 En 1900 Becquerel midio la relacion masa carga e m para las particulas beta por el metodo que J J Thomson habia usado para estudiar los rayos catodicos e identificar el electron Encontro que para una particula beta e m era la misma que la de los electrones de Thomson y por lo tanto sugirio que la particula beta era de hecho un electron Enlaces externos Editar La Tabla de nucleidos LiveChart IAEA Con filtro en desintegracion beta en Java o HTMLReferencias Editar Lawrence Berkeley National Laboratory 9 de agosto de 2000 Beta Decay Nuclear Wall Chart United States Department of Energy Consultado el 17 de enero de 2016 Copia archivada Archivado desde el original el 5 de julio de 2006 Consultado el 25 de agosto de 2018 E Rutherford 8 de mayo de 2009 Paper published by Rutherford in 1899 Uranium radiation and the electrical conduction produced by it Philosophical Magazine 47 284 109 163 doi 10 1080 14786449908621245 Datos Q103531Obtenido de https es wikipedia org w index php title Particula beta amp oldid 131732133, wikipedia, wiki, leyendo, leer, 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